<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Melioration and Water Management</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Melioration and Water Management</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Мелиорация и водное хозяйство</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">0235-2524</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">90908</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.32962/0235-2524-2024-4-83-86</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>МЕЛИОРАЦИЯ И ЭКОЛОГИЯ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>MELIORATION AND ECOLOGY</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>МЕЛИОРАЦИЯ И ЭКОЛОГИЯ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">ENVIRONMENTAL REQUIREMENTS FOR THE ENVIRONMENTAL IMPACT OF SWAMP RECLAMATION</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ФАКТОРАМ ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕЛИОРАЦИИ БОЛОТ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Пыленок</surname>
       <given-names>Петр Иванович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Pylenok</surname>
       <given-names>Peter Ivanovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ефремов</surname>
       <given-names>Руслан Олегович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Efremov</surname>
       <given-names>Ruslan Olegovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Мещерский филиал ФГБНУ &quot;ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова&quot;</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Мещерский филиал ФГБНУ &quot;ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова&quot;</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБНУ &quot;ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">ФГБНУ &quot;ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-11-19T14:08:46+03:00">
    <day>19</day>
    <month>11</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-11-19T14:08:46+03:00">
    <day>19</day>
    <month>11</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>2024</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>83</fpage>
   <lpage>86</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-11-19T00:00:00+03:00">
     <day>19</day>
     <month>11</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://mivh.editorum.ru/en/nauka/article/90908/view">https://mivh.editorum.ru/en/nauka/article/90908/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>На основе системного анализа, балансового метода и результатов натур-ных исследований на мелиоративно-болотных стационарах Мещерской низменности предложена система показателей экологических ограничений мелиоративного воздействия на природную среду, включающая классы состояния (норма-риск-кризис-бедствие), ограничение скорости минерали-зации торфа (понижение поверхности и потерю органического вещества), показатель сравнительной эколого-экономической эффективности, ограни-чение оросительных норм и снижение ресурсоемкости мелиоративных технологий. Разработаны методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почв, направленные на предотвращение и ослабление минерализации торфа или на усиления про-цесса накопления органического вещества, и которые позволяют проекти-ровать современные мелиоративные системы, отвечающие экологическим требованиям.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Based on the system analysis, the balance method and the results of field stud-ies at the meliorativeswamp hospitals of the Meshcherskaya lowland, a system of indicators of environmental restrictions of meliorative effects on the natural environment is proposed, including classes of condition (normriskcrisisdisas-ter), limiting the rate of mineralization of peat (lowering of the surface and loss of organic matter), an indicator of comparative ecological and economic effi-ciency, limitation of irrigation norms and reduction of resource intensity of rec-lamation technologies. Methods and methods for managing the mineralization of organic matter of drained peat soils have been developed, aimed at prevent-ing and weakening peat mineralization or enhancing the accumulation of organ-ic matter, and which allow us to design modern reclamation systems that meet environmental requirements.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>мелиоративный режим</kwd>
    <kwd>экологические ограничения</kwd>
    <kwd>трансформация тор-фа</kwd>
    <kwd>дренажный сток</kwd>
    <kwd>эмиссия углекислого газа</kwd>
    <kwd>ресурсоемкость.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>reclamation regime</kwd>
    <kwd>environmental restrictions</kwd>
    <kwd>peat transformation</kwd>
    <kwd>drainage runoff</kwd>
    <kwd>carbon dioxide emission</kwd>
    <kwd>resource intensity.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p> Современная экологомелиоративная парадигма характеризуется понятийным ядром, включающим комплексные мелиорации и мелиоративный режим, предложенный А.И. Головановым и И.П. Айдаровым как совокупность требований к управляемым факторам почвообразования, роста растений и воздействия на окружающую среду, которые должна обеспечить система мелиоративных мероприятий для достижения поставленной цели [1,2]. По замыслу авторов, понятие режим характеризуется не столько изменением определенного показателя во времени, сколько требованием к оптимальному диапазону или норме в критические периоды времени (темпоральные изменения) в различных территориальных локациях (пространственные изменения) [2,3]. При этом цели мелиоративного воздействия могут быть достигнуты только при выполнении определенного целостного набора экологических требований и критериев оптимального функционирования, которым должна удовлетворять система мелиоративных мероприятий. К основным  показателям, определяющим  мелиоративный режим в условиях избыточного и неустойчивого увлажнения, в общем случае предлагается относить: Допустимые пределы регулирования влажности почвы в корнеобитаемом слое; Допустимые пределы глубин грунтовых вод; Допустимое направление и интенсивность водообмена между корнеобитаемым слоем почвы и грунтовыми водами;Допустимые пределы содержания токсичных солей и реакции среды (рН);Допустимый баланс органического вещества/гумуса и питательных веществ; Допустимая минерализация поливных вод и соотношение в ней катионов натрия, кальций, магния;Допустимые пределы количества и качества сбросных вод с мелиоративных систем.В практической области мелиорации и природопользования основные трудности связаны с установлением допустимых пределов регулирования отдельных параметров и критериев состояния и оценки эффективности системы мелиоративных мероприятий. При этом наиболее разработанными являются вопросы агроэкологии [4,5,8,9] и мелиоративной науки  в части требований к факторам роста растений, т.е. показателям водновоздушного и пищевого режимов, в то время как требования к факторам почвообразования и воздействия на окружающую природную среду (ОПС) изучены недостаточно. В связи с изложенным целью настоящей работы является оценка мелиоративного воздействия на ОПС, включая воздействие гидромелиоративных отходов, к которым относятся, прежде всего, дренажный сток и эмиссия углекислого газа.Торфяноболотные почвы обладают высоким потенциальным плодородием, превосходят по этому показателю черноземы. Одновременно эти почвы при осушении подвержены ускоренной минерализации органического вещества (ОВ), уплотнению, деградации и риску полной утраты торфяного слоя. Минерализация торфа усиливается с севера на юг и сопровождается  повышением плотности, и понижением поверхности торфа в 1040 раз превышающим торфонакопление [3,6,9]. Поэтому актуальной задачей регулирования мелиоративного режима является поиск компромисса между повышением продуктивности торфяных почв и продлением срока их жизни.Материалы и методы. Методической основой теоретических исследований является системный анализ, законы земледелия и экологии,  балансовый метод, как выражение закона сохранения материи. Апробация результатов выполнена на  основе мониторинга и анализа материалов экспериментальных результатов на мелиоративноболотных стационарах Мещерской низменности.Результаты и обсуждение. В качестве базового экологического ограничения мелиоративного воздействия  на ОПС может быть принято требование поддержания экологической ситуации в пределах от экологическая нормы (Н) до экологического риска (Р) [6,8]. В качестве критериев для оценки рассматриваются показатели устойчивости агроэкосистем, уровень загрязнения, здоровье населения и продуктивность мелиорируемого агроландшафта (табл. 1).    Таблица .1 Классы состояний и зоны нарушенийУстойчивостьагроэкосистемУровеньзагрязненияЗдоровьенаселенияПродуктивностьагроландшафтови деградация почвЭкологическая норма (Н)или класс удовлетворительного (благоприятного) состояния ОПССтабильноеустойчивоесостояниеЗначение прямыхкритериев оценкиблизко к фону изаметно ниже ПДКУдовлетворительноеСнижениепродуктивностине тестируется.Деградация земельменее 5% площадиЭкологический риск (Р)или класс условно удовлетворительного (неблагоприятного) состояния ОПСОбратимыенарушения,заметное снижениеустойчивостиЗначение прямыхкритериев оценкиблизко к ПДКЧастичноеухудшениездоровья(раздражение)Заметное снижениепродуктивностиДеградация земель5–20% площадиЭкологический кризис (К)или класс неудовлетворительного состояния ОПС (чрезвычайная экологическая ситуация)Труднообратимыенарушения, потеряустойчивостиЗначение прямыхкритериев оценкизначительнопревышает ПДКСерьезная угроза здоровью(хроническиезаболевания)Сильное снижениепродуктивностиДеградация земель20–50% площадиЭкологическое бедствие —катастрофа (Б) или класс катастрофического состояния ОПСГлубокиенеобратимыенарушения,разрушениеестественныхэкосистем, потерягенофондаЗначение прямыхкритериев оценкимногократнопревышает ПДКЗначительноеУхудшение здоровья (острыезаболевания,летальный исход)Полная потеряпродуктивностиДеградация земельболее 50% площадиВ случае возникновения экологического кризиса следует принимать меры экологизации технологий, не допуская дальнейшего ухудшения к состоянию экологического бедствия.Размер уменьшения технологических мелиоративных норм (осушения, увлажнения и др.) предлагается обосновывать сравнительным экологоэкономическим расчетом. При этом ущерб от снижения урожайности сельскохозяйственных культур от снижения мелиоративного воздействия не должен превышать ущерба в окружающей среде, который возник бы при реализации традиционных или интенсивных мелиоративных норм:,                                                                  (1)где  ущерб от снижения урожайности сельскохозяйственных культур при уменьшении норм осушения или увлажнения;   ущерб в окружающей природной среде (в границах гидромелиоративной системы и в зоне ее внешнего влияния) при реализации нормы осушения, обеспечивающей максимальную урожайность сельскохозяйственных культур.Второе направление экологоэкономических ограничений предлагается формировать на основе закона убывающей отдачи (А. Тюрго — Т. Мальтуса) [8]. В этом случае универсальным комплексным критерием является оптимизация ресурсоемкости или обратной ей величины  ресурсоотдачи. Наряду с энергией, почвой, водой и агрохимикатами для  торфяноболотных почв добавляется важнейший ресурс – органическое вещество торфа, которое подвергается минерализации. Математическое выражение для этих критериев может быть записано в следующем виде:                                 (2)где Rре – ресурсоемкость или удельный расход природного ресурса на единицу валовой продукции; Bn –расход природного ресурса, ед. массы или объема; Vn  объем валовой продукции, ед. массы или объема.Применение критериев (2) показывает, что зависимость ресурсоемкости от норм увлажнения для конкретных изученных условий описывается экспоненциальной зависимостью. Практический вывод состоит в том, что в первую очередь нужно увеличивать интенсивность фактора, который находится в минимуме (закон Ю.Либиха). В отношении водных ресурсов и энергии ограничения предлагается осуществлять на основе предельной экологически обоснованной оросительной нормы, которая определяется с учетом гидротермического коэффициента и не должна превышать количество влаги, которое вместе с осадками может быть ассимилировано в процессе фотосинтеза при имеющемся притоке солнечной энергии [1,6 и др.]:,                                            (3)                                                где гидротермический коэффициент; R – радиационный баланс поверхности почвы, кДж/см2; ε –доля увеличения R от мелиораций; L скрытая теплота парообразования, кДж/см2 в год на 1 мм слоя воды; Р атмосферные осадки, впитавшиеся в почву, мм;  g влагообмен корнеобитаемого слоя почвы с грунтовыми водами (положительное направление вверх), мм.Ограничения проектных значений оросительных норм для южной части Нечерноземной зоны были определены нами ранее для оптимального значения ГТК= 0,91,1 и приведены в табл.2.Таблица 2. Предельные значения оросительных норм для оптимального диапазона гидротермического режима (0,9 ≤  ≤ 1,1)Гидротермический коэффициент, Гидротермическая характеристика летвлажный и холодныйсреднийзасушливыйи жаркий0,90902251,00251551,100100Этим требованиям отвечают природоохранные оросительные нормы [6]. Ранее применявшиеся традиционные (биологически оптимальные) нормы превышают предельные значения и могут привести к снижению ресурсоотдачи. Совместное соблюдение требований (2) и (3) обеспечивает не только снижение затрат воды не увлажнение, но и ослабление промывного водного режима осушаемых почв, что является одним из ключевых требований мелиоративного режима. Основными прямыми отходами гидромелиорации, определяющими ингредиентное загрязнение окружающей природной среды (ОПС) являются дренажный сток и эмиссия диоксида углерода. Последняя приобретает особую актуальность в случае осушения торфяноболотных почв, когда минерализация органического вещества осушенного торфа сменяет процесс накопления органического вещества в естественных условиях. В результате происходит загрязнение углекислым газом  атмосферы и водной среды.Оценка трансформации осушаемых болотных агроландшафтов с учетом ранее полученных результатов приведена в табл.3. Таблица 3. Экологическая оценка трансформации осушаемых болотных агроландшафтовПоказателиУровни экологического состоянияНормаРискКризисБедствие1. Водный режим корнеобитаемого слоя1.1 Влажность корнеобитаемого слоя почвы, % от полной влагоемкости:а) полевые севообороты65…8555…6550…55менее 50б) овощные севообороты70…8060…7055…60менее 55в) сенокосы и пастбища80…8570…7560…70менее 601.2 Сезонная норма увлажнения, мм60…155160…240250…300более 3002. Трансформация торфа2.1 Сработка слоя торфа в период стабилизации (первые 2…3 года после осушения)менее 22…44…10более 102.2 В последующие годыменее 11…22…4более 42.3 Скорость минерализации органического вещества торфа, т/га в годменее 1010…1516…20более 203. Воздействие на прилегающие природные объекты3.1 Прилегающие землиа) зона понижения уровня грунтовыхвод, кмдо 0,50,5…11,0…1,5более 1,5б)зона изменения влажности почв, кмдо 0,10,1…0,30,3…0,5более 0,53.2 Мероприятия по регулированиюводоприемникаотсутствуютобвалованиеспрямлениеспрямлениеи углубление3.3 Воздействие на качество поверхностных вода) концентрация загрязняющих веществ&lt; ПДК≤ ПДК&gt; ПДК&gt; 3 ПДКб) при объемах дренажного стока&lt; ПДС&gt; ПДС&lt; ПДС&gt; ПДСв) степень утилизации дренажных вод на увлажнение осушаемых земель, %более 503050менее 250Оценка дренажного стока производится с учетом его объема относительно предельнодопустимых сбросов (ПДС), концентрации загрязняющих веществ в дренажных водах относительно предельнодопустимой концентрации (ПДК) и степени утилизации дренажных вод на увлажнение осушаемых земель. Ограничения к трансформации торфа устанавливается по интенсивности минерализации торфа и понижению его поверхности, которое не должно превышать 12 см/год для обеспечения экологической нормы и 24 см год для непревышения экологического риска (см. тал. 3). Полученные нами значения потерь массы торфа и связанные с ними потери углерода и показатели эмиссии углекислого газа в зависимости от степени осушения позволяют рекомендовать для обеспечения экологической нормы минерализацию ОВ до 10 т/га, для экологического риска  до 15  т/га [7].Для снижения потерь органического вещества торфа его влажность необходимо увеличивать (поддерживать ближе к верхней границе оптимальной влажности для сельскохозяйственных культур), а температуру корнеобитаемого слоя понижать. Из баланса ОВ торфа следует, что главными источниками компенсации потерь органического вещества в процессе осушения выступают мероприятия по внесению органических удобрений и сидеральные посевы бобовых культур и бобовозлаковых травосмесей.Процессы минерализации торфа протекают быстрее в близкой к нейтральной среде (рН 66,5), а накопление торфа, наоборот, происходит в кислой среде (рН&lt;5). При известковании происходит нейтрализующее действие карбонатов кальция и магния, которое заключается в их взаимодействии с раствором углекислого газа (угольной кислотой) почвенного раствора с постепенным образованием растворимых гидрокарбонатов, являющихся гидролитически щелочными солями.С учетом изложенного разработаны методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почв, направленные на предотвращение и ослабление минерализации торфа или на усиления процесса накопления органического вещества, и которые позволяют проектировать современные мелиоративные системы, отвечающие экологическим требованиям (табл. 4).Таблица 4. Методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почвМетоды СпособыI. Предотвращение процесса минерализации торфа (предотвращающие мероприятия)Сохранение болотРенатурализация осушенных болотII. Ослабление процесса минерализации торфа(ограничивающие мероприятия)Уменьшение интенсивности мелиоративного воздействия (норм осушения, увлажнения и др.)Увлажнение осушаемых земель Ослабление промывного водного режима Повышение водоудерживающей способности торфа Уменьшение температуры торфаРегулирование кислотношелочного баланса Насыщение севооборотов многолетними травами, бобовозлаковыми травосмесямиИнгибирование минерализации и нитрификации торфаIII. Усиление процессанакопления  ОВ торфа(компенсирующие мероприятия)Повторное использование ДВ на увлажнениеВнесение органических удобренийВнесение комплексных мелиорантовРегулирование ПБКВнесение микробиологических удобренийПромежуточные посевы сидеральных культурПри внесении полной дозы извести в кислую почву устраняется актуальная и обменная кислотность, снижается гидролитическая кислотность, уменьшается содержание подвижных форм токсичных для растений алюминия, железа, марганца и тяжелых металлов меди, свинца, мышьяка. Учитывая, что при известковании создаются более благоприятные условия для почвеннобиотического комплекса (ПБК), минерализация в нейтральной среде протекает более интенсивно и затухает с понижением рНиндекса.Появление в почвенном растворе катионов Са2+ и Мg2+ приводит к вытеснению из ППК катионов водорода, алюминия, железа, марганца. Карбонаты кальция и магния взаимодействуют с гуминовыми, фульвокислотами, аминокислотами и другими органическими и минеральными кислотами почвы, что сопровождается выделением углекислого газа. ЗаключениеПредложена система показателей экологических ограничений мелиоративного воздействия на природную среду, включающая классы состояния (нормариск), ограничение скорости минерализации торфа (понижение поверхности и потерю органического вещества), оптимизацию ущерба, ограничение оросительной нормы, оптимизацию ресурсоемкости.Разработаны методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почв, направленные на предотвращение и ослабление минерализации торфа или на усиления процесса накопления органического вещества и которые позволяют проектировать современные мелиоративные системы, отвечающие экологическим требованиям.Практическое применение мелиоративного режима и экологических ограничений позволяет оптимизировать затраты всех видов ресурсов, снизить мелиоративное воздействие на ОПС, уменьшить нормы увлажнения и ослабить промывной водные режим осушаемых торфяных почв. Современная экологомелиоративная парадигма характеризуется понятийным ядром, включающим комплексные мелиорации и мелиоративный режим, предложенный А.И. Головановым и И.П. Айдаровым как совокупность требований к управляемым факторам почвообразования, роста растений и воздействия на окружающую среду, которые должна обеспечить система мелиоративных мероприятий для достижения поставленной цели [1,2]. По замыслу авторов, понятие режим характеризуется не столько изменением определенного показателя во времени, сколько требованием к оптимальному диапазону или норме в критические периоды времени (темпоральные изменения) в различных территориальных локациях (пространственные изменения) [2,3]. При этом цели мелиоративного воздействия могут быть достигнуты только при выполнении определенного целостного набора экологических требований и критериев оптимального функционирования, которым должна удовлетворять система мелиоративных мероприятий. К основным  показателям, определяющим  мелиоративный режим в условиях избыточного и неустойчивого увлажнения, в общем случае предлагается относить: Допустимые пределы регулирования влажности почвы в корнеобитаемом слое; Допустимые пределы глубин грунтовых вод; Допустимое направление и интенсивность водообмена между корнеобитаемым слоем почвы и грунтовыми водами;Допустимые пределы содержания токсичных солей и реакции среды (рН);Допустимый баланс органического вещества/гумуса и питательных веществ; Допустимая минерализация поливных вод и соотношение в ней катионов натрия, кальций, магния;Допустимые пределы количества и качества сбросных вод с мелиоративных систем.В практической области мелиорации и природопользования основные трудности связаны с установлением допустимых пределов регулирования отдельных параметров и критериев состояния и оценки эффективности системы мелиоративных мероприятий. При этом наиболее разработанными являются вопросы агроэкологии [4,5,8,9] и мелиоративной науки  в части требований к факторам роста растений, т.е. показателям водновоздушного и пищевого режимов, в то время как требования к факторам почвообразования и воздействия на окружающую природную среду (ОПС) изучены недостаточно. В связи с изложенным целью настоящей работы является оценка мелиоративного воздействия на ОПС, включая воздействие гидромелиоративных отходов, к которым относятся, прежде всего, дренажный сток и эмиссия углекислого газа.Торфяноболотные почвы обладают высоким потенциальным плодородием, превосходят по этому показателю черноземы. Одновременно эти почвы при осушении подвержены ускоренной минерализации органического вещества (ОВ), уплотнению, деградации и риску полной утраты торфяного слоя. Минерализация торфа усиливается с севера на юг и сопровождается  повышением плотности, и понижением поверхности торфа в 1040 раз превышающим торфонакопление [3,6,9]. Поэтому актуальной задачей регулирования мелиоративного режима является поиск компромисса между повышением продуктивности торфяных почв и продлением срока их жизни.Материалы и методы. Методической основой теоретических исследований является системный анализ, законы земледелия и экологии,  балансовый метод, как выражение закона сохранения материи. Апробация результатов выполнена на  основе мониторинга и анализа материалов экспериментальных результатов на мелиоративноболотных стационарах Мещерской низменности.Результаты и обсуждение. В качестве базового экологического ограничения мелиоративного воздействия  на ОПС может быть принято требование поддержания экологической ситуации в пределах от экологическая нормы (Н) до экологического риска (Р) [6,8]. В качестве критериев для оценки рассматриваются показатели устойчивости агроэкосистем, уровень загрязнения, здоровье населения и продуктивность мелиорируемого агроландшафта (табл. 1).    Таблица .1 Классы состояний и зоны нарушенийУстойчивостьагроэкосистемУровеньзагрязненияЗдоровьенаселенияПродуктивностьагроландшафтови деградация почвЭкологическая норма (Н)или класс удовлетворительного (благоприятного) состояния ОПССтабильноеустойчивоесостояниеЗначение прямыхкритериев оценкиблизко к фону изаметно ниже ПДКУдовлетворительноеСнижениепродуктивностине тестируется.Деградация земельменее 5% площадиЭкологический риск (Р)или класс условно удовлетворительного (неблагоприятного) состояния ОПСОбратимыенарушения,заметное снижениеустойчивостиЗначение прямыхкритериев оценкиблизко к ПДКЧастичноеухудшениездоровья(раздражение)Заметное снижениепродуктивностиДеградация земель5–20% площадиЭкологический кризис (К)или класс неудовлетворительного состояния ОПС (чрезвычайная экологическая ситуация)Труднообратимыенарушения, потеряустойчивостиЗначение прямыхкритериев оценкизначительнопревышает ПДКСерьезная угроза здоровью(хроническиезаболевания)Сильное снижениепродуктивностиДеградация земель20–50% площадиЭкологическое бедствие —катастрофа (Б) или класс катастрофического состояния ОПСГлубокиенеобратимыенарушения,разрушениеестественныхэкосистем, потерягенофондаЗначение прямыхкритериев оценкимногократнопревышает ПДКЗначительноеУхудшение здоровья (острыезаболевания,летальный исход)Полная потеряпродуктивностиДеградация земельболее 50% площадиВ случае возникновения экологического кризиса следует принимать меры экологизации технологий, не допуская дальнейшего ухудшения к состоянию экологического бедствия.Размер уменьшения технологических мелиоративных норм (осушения, увлажнения и др.) предлагается обосновывать сравнительным экологоэкономическим расчетом. При этом ущерб от снижения урожайности сельскохозяйственных культур от снижения мелиоративного воздействия не должен превышать ущерба в окружающей среде, который возник бы при реализации традиционных или интенсивных мелиоративных норм:,                                                                  (1)где  ущерб от снижения урожайности сельскохозяйственных культур при уменьшении норм осушения или увлажнения;   ущерб в окружающей природной среде (в границах гидромелиоративной системы и в зоне ее внешнего влияния) при реализации нормы осушения, обеспечивающей максимальную урожайность сельскохозяйственных культур.Второе направление экологоэкономических ограничений предлагается формировать на основе закона убывающей отдачи (А. Тюрго — Т. Мальтуса) [8]. В этом случае универсальным комплексным критерием является оптимизация ресурсоемкости или обратной ей величины  ресурсоотдачи. Наряду с энергией, почвой, водой и агрохимикатами для  торфяноболотных почв добавляется важнейший ресурс – органическое вещество торфа, которое подвергается минерализации. Математическое выражение для этих критериев может быть записано в следующем виде:                                 (2)где Rре – ресурсоемкость или удельный расход природного ресурса на единицу валовой продукции; Bn –расход природного ресурса, ед. массы или объема; Vn  объем валовой продукции, ед. массы или объема.Применение критериев (2) показывает, что зависимость ресурсоемкости от норм увлажнения для конкретных изученных условий описывается экспоненциальной зависимостью. Практический вывод состоит в том, что в первую очередь нужно увеличивать интенсивность фактора, который находится в минимуме (закон Ю.Либиха). В отношении водных ресурсов и энергии ограничения предлагается осуществлять на основе предельной экологически обоснованной оросительной нормы, которая определяется с учетом гидротермического коэффициента и не должна превышать количество влаги, которое вместе с осадками может быть ассимилировано в процессе фотосинтеза при имеющемся притоке солнечной энергии [1,6 и др.]:,                                            (3)                                                где гидротермический коэффициент; R – радиационный баланс поверхности почвы, кДж/см2; ε –доля увеличения R от мелиораций; L скрытая теплота парообразования, кДж/см2 в год на 1 мм слоя воды; Р атмосферные осадки, впитавшиеся в почву, мм;  g влагообмен корнеобитаемого слоя почвы с грунтовыми водами (положительное направление вверх), мм.Ограничения проектных значений оросительных норм для южной части Нечерноземной зоны были определены нами ранее для оптимального значения ГТК= 0,91,1 и приведены в табл.2.Таблица 2. Предельные значения оросительных норм для оптимального диапазона гидротермического режима (0,9 ≤  ≤ 1,1)Гидротермический коэффициент, Гидротермическая характеристика летвлажный и холодныйсреднийзасушливыйи жаркий0,90902251,00251551,100100Этим требованиям отвечают природоохранные оросительные нормы [6]. Ранее применявшиеся традиционные (биологически оптимальные) нормы превышают предельные значения и могут привести к снижению ресурсоотдачи. Совместное соблюдение требований (2) и (3) обеспечивает не только снижение затрат воды не увлажнение, но и ослабление промывного водного режима осушаемых почв, что является одним из ключевых требований мелиоративного режима. Основными прямыми отходами гидромелиорации, определяющими ингредиентное загрязнение окружающей природной среды (ОПС) являются дренажный сток и эмиссия диоксида углерода. Последняя приобретает особую актуальность в случае осушения торфяноболотных почв, когда минерализация органического вещества осушенного торфа сменяет процесс накопления органического вещества в естественных условиях. В результате происходит загрязнение углекислым газом  атмосферы и водной среды.Оценка трансформации осушаемых болотных агроландшафтов с учетом ранее полученных результатов приведена в табл.3. Таблица 3. Экологическая оценка трансформации осушаемых болотных агроландшафтовПоказателиУровни экологического состоянияНормаРискКризисБедствие1. Водный режим корнеобитаемого слоя1.1 Влажность корнеобитаемого слоя почвы, % от полной влагоемкости:а) полевые севообороты65…8555…6550…55менее 50б) овощные севообороты70…8060…7055…60менее 55в) сенокосы и пастбища80…8570…7560…70менее 601.2 Сезонная норма увлажнения, мм60…155160…240250…300более 3002. Трансформация торфа2.1 Сработка слоя торфа в период стабилизации (первые 2…3 года после осушения)менее 22…44…10более 102.2 В последующие годыменее 11…22…4более 42.3 Скорость минерализации органического вещества торфа, т/га в годменее 1010…1516…20более 203. Воздействие на прилегающие природные объекты3.1 Прилегающие землиа) зона понижения уровня грунтовыхвод, кмдо 0,50,5…11,0…1,5более 1,5б)зона изменения влажности почв, кмдо 0,10,1…0,30,3…0,5более 0,53.2 Мероприятия по регулированиюводоприемникаотсутствуютобвалованиеспрямлениеспрямлениеи углубление3.3 Воздействие на качество поверхностных вода) концентрация загрязняющих веществ&lt; ПДК≤ ПДК&gt; ПДК&gt; 3 ПДКб) при объемах дренажного стока&lt; ПДС&gt; ПДС&lt; ПДС&gt; ПДСв) степень утилизации дренажных вод на увлажнение осушаемых земель, %более 503050менее 250Оценка дренажного стока производится с учетом его объема относительно предельнодопустимых сбросов (ПДС), концентрации загрязняющих веществ в дренажных водах относительно предельнодопустимой концентрации (ПДК) и степени утилизации дренажных вод на увлажнение осушаемых земель. Ограничения к трансформации торфа устанавливается по интенсивности минерализации торфа и понижению его поверхности, которое не должно превышать 12 см/год для обеспечения экологической нормы и 24 см год для непревышения экологического риска (см. тал. 3). Полученные нами значения потерь массы торфа и связанные с ними потери углерода и показатели эмиссии углекислого газа в зависимости от степени осушения позволяют рекомендовать для обеспечения экологической нормы минерализацию ОВ до 10 т/га, для экологического риска  до 15  т/га [7].Для снижения потерь органического вещества торфа его влажность необходимо увеличивать (поддерживать ближе к верхней границе оптимальной влажности для сельскохозяйственных культур), а температуру корнеобитаемого слоя понижать. Из баланса ОВ торфа следует, что главными источниками компенсации потерь органического вещества в процессе осушения выступают мероприятия по внесению органических удобрений и сидеральные посевы бобовых культур и бобовозлаковых травосмесей.Процессы минерализации торфа протекают быстрее в близкой к нейтральной среде (рН 66,5), а накопление торфа, наоборот, происходит в кислой среде (рН&lt;5). При известковании происходит нейтрализующее действие карбонатов кальция и магния, которое заключается в их взаимодействии с раствором углекислого газа (угольной кислотой) почвенного раствора с постепенным образованием растворимых гидрокарбонатов, являющихся гидролитически щелочными солями.С учетом изложенного разработаны методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почв, направленные на предотвращение и ослабление минерализации торфа или на усиления процесса накопления органического вещества, и которые позволяют проектировать современные мелиоративные системы, отвечающие экологическим требованиям (табл. 4).Таблица 4. Методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почвМетоды СпособыI. Предотвращение процесса минерализации торфа (предотвращающие мероприятия)Сохранение болотРенатурализация осушенных болотII. Ослабление процесса минерализации торфа(ограничивающие мероприятия)Уменьшение интенсивности мелиоративного воздействия (норм осушения, увлажнения и др.)Увлажнение осушаемых земель Ослабление промывного водного режима Повышение водоудерживающей способности торфа Уменьшение температуры торфаРегулирование кислотношелочного баланса Насыщение севооборотов многолетними травами, бобовозлаковыми травосмесямиИнгибирование минерализации и нитрификации торфаIII. Усиление процессанакопления  ОВ торфа(компенсирующие мероприятия)Повторное использование ДВ на увлажнениеВнесение органических удобренийВнесение комплексных мелиорантовРегулирование ПБКВнесение микробиологических удобренийПромежуточные посевы сидеральных культурПри внесении полной дозы извести в кислую почву устраняется актуальная и обменная кислотность, снижается гидролитическая кислотность, уменьшается содержание подвижных форм токсичных для растений алюминия, железа, марганца и тяжелых металлов меди, свинца, мышьяка. Учитывая, что при известковании создаются более благоприятные условия для почвеннобиотического комплекса (ПБК), минерализация в нейтральной среде протекает более интенсивно и затухает с понижением рНиндекса.Появление в почвенном растворе катионов Са2+ и Мg2+ приводит к вытеснению из ППК катионов водорода, алюминия, железа, марганца. Карбонаты кальция и магния взаимодействуют с гуминовыми, фульвокислотами, аминокислотами и другими органическими и минеральными кислотами почвы, что сопровождается выделением углекислого газа. ЗаключениеПредложена система показателей экологических ограничений мелиоративного воздействия на природную среду, включающая классы состояния (нормариск), ограничение скорости минерализации торфа (понижение поверхности и потерю органического вещества), оптимизацию ущерба, ограничение оросительной нормы, оптимизацию ресурсоемкости.Разработаны методы и способы управления минерализацией органического вещества осушаемых торфяных почв, направленные на предотвращение и ослабление минерализации торфа или на усиления процесса накопления органического вещества и которые позволяют проектировать современные мелиоративные системы, отвечающие экологическим требованиям.Практическое применение мелиоративного режима и экологических ограничений позволяет оптимизировать затраты всех видов ресурсов, снизить мелиоративное воздействие на ОПС, уменьшить нормы увлажнения и ослабить промывной водные режим осушаемых торфяных почв.  </p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Айдаров И. П.  Оптимизация мелиоративных режимов ороша-емых и осушаемых сельскохозяйственных земель/ И. П. Айдаров, А. И. Голованов, Ю. Н. Никольский– М.: Агропромиздат, 1990 – 60 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ajdarov I. P.  Optimizaciya meliorativnyh rezhimov oroshaemyh i osushaemyh selskohozyajstvennyh zemel/ I. P. Ajdarov, A. I. Golovanov, YU. N. Nikolskij– M.: Agropromizdat, 1990 – 60 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Голованов, А.И. Мелиорация земель / А.И. Голованов, И.П. Айдаров, М.С. Григоров и др.; под ред. А.И. Голованова.  М.: КолосС, 2011.  824 с.  ISВN 9785953207522.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Golovanov, A.I. Melioraciya zemel / A.I. Golovanov, I.P. Ajda-rov, M.S. Grigorov i dr.; pod red. A.I. Golovanova.  M.: KolosS, 2011.  824 s.  ISVN 9785953207522.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Зайдельман Ф.Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов: учебник.  М.: КДУ,2009. – 720 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zajdelman F.R. Genezis i ekologicheskie osnovy melioracii pochv i landshaftov: uchebnik.  M.: KDU,2009. – 720 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Иванов Д. А. Ландшафтномелиоративные системы земледелия – новый этап экологизации сельскохозяйственного производства // Международный научноисследовательский журнал.  2017. № 9 (63). Ч. 2. С. 96100.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ivanov D. A. Landshaftnomeliorativnye sistemy zemledeliya – novyj etap ekologizacii selskohozyajstvennogo proizvodstva // Mezhdu-narodnyj nauchnoissledovatelskij zhurnal.  2017. № 9 (63). CH. 2. S. 96100.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кирюшин В.И. Экологические основы проектирования сель-скохозяйственных ландшафтов: учебник. – СПб.: ООО «Квадро», 2018.  568 с.  ISBN 9785906371951.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kiryushin V.I. Ekologicheskie osnovy proektirovaniya selsko-hozyajstvennyh landshaftov: uchebnik. – SPb.: OOO «Kvadro», 2018.  568 s.  ISBN 9785906371951.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пыленок П. И. Агромелиоративное природопользование. Научнотехнологические и экологические основы: монография. М.: ВНИИГиМ 2022– 215 с. DOI: 10.37738/VNIIGIM.2022.94.88.001.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pylenok P. I. Agromeliorativnoe prirodopolzovanie. Nauch-notehnologicheskie i ekologicheskie osnovy: monografiya. M.: VNIIGiM 2022– 215 s. DOI: 10.37738/VNIIGIM.2022.94.88.001.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пыленок П. И. Способ определения суммарной потери углеро-да и интегральной эмиссии диоксида углерода при осушении болот/ Патент RU 2804735, опубл. 04.10.2023.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pylenok P. I. Sposob opredeleniya summarnoj poteri ugleroda i integralnoj emissii dioksida ugleroda pri osushenii bolot/ Patent RU 2804735, opubl. 04.10.2023.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Черников В.А. Агроэкология/В. А. Черников, Р. М. Алексахин, А. В. Голубев [и др.]; Под ред. В. А. Черникова, А. И. Чекереса. – М.: Колос, 2000. 536 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">CHernikov V.A. Agroekologiya/V. A. CHernikov, R. M. Ale-ksahin, A. V. Golubev [i dr.]; Pod red. V. A. CHernikova, A. I. CHekeresa. – M.: Kolos, 2000. 536 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Экологический мониторинг мелиорируемых земель и мелиора-тивных систем: монография / Под ред. В.А.Шевченко.  М.: Издатель-ство ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н.Костякова», 2018. 343 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ekologicheskij monitoring melioriruemyh zemel i meliorativnyh sistem: monografiya / Pod red. V.A.SHevchenko.  M.: Izdatelstvo FGBNU «VNIIGiM im. A.N.Kostyakova», 2018. 343 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
